Carlos Ceballos recibió el Premio Weizmann, considerado el reconocimiento más importante para una tesis doctoral en México
El EXATEC Carlos Ceballos, doctor en Biotecnología, fue reconocido con el Premio Weizmann, por sus investigaciones en bioimpresión caótica de tejidos cancerosos para crear modelos 3D que permitan probar terapias que resulten más efectivas.
Ceballos recibió el premio por parte de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), considerado el más importante que puede obtener una tesis de doctorado en México.
Como parte de la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tec, formó parte del Álvarez-Trujillo Lab durante sus estudios, teniendo como asesores de tesis a los doctores Mario Álvarez y Grissel Trujillo.
"Los avances de la investigación de Carlos podrán facilitar la evaluación de fármacos, pero también abren la puerta a futuras aplicaciones en medicina personalizada", señala Trujillo.
Impresión caótica en la búsqueda de combatir el cáncer
Ceballos, con formación previa en microbiología, llegó al Tec de Monterrey y se integró al grupo de investigación de los doctores Trujillo y Álvarez, como estudiante de maestría.
“Yo tenía un gran deseo de ingresar al Tec porque es una institución que es de renombre a nivel mundial”, comenta.
Su investigación en la maestría se centró en el estudio de distintos tipos de bacterias y su coexistencia en una misma estructura.
Posteriormente, ingresó al doctorado con el mismo equipo de investigación, y en el Álvarez-Trujillo Lab, trabajó en la bioimpresión caótica de tejidos cancerosos.
Con este tipo de impresión creó flujos de materiales viscosos inyectados para crear estructuras similares a las de los tejidos humanos, explica Ceballos.
Acomodar algo tan pequeño como una célula -con un tamaño aproximado de 20 micrómetros- representó un desafío, reconoce, pero esta técnica premitió organizar diferentes tipos de partículas o microorganismos con gran precisión.
La idea fue propuesta por su asesor Mario Álvarez. Aunque desde el principio representó un gran reto, decidió intentarlo.
Resultados alentadores para desarrollo de tratamientos efectivos vs. el cáncer
El equipo liderado por Ceballos desarrolló una estructura cilíndrica con conductos internos diseñados para guiar fluidos microscópicos, similares a líneas de tren dentro de un espagueti hueco.
Cuando introdujeron células cancerígenas en la estructura, observaron un fenómeno que catalogaron de sorprendente: las células migraban por los canales como si fueran corredores biológicos. Además, cuanto más tiempo permanecían en la estructura, más la invadían.
El resultado de esto fue una tasa de migración tan alta que, hasta la fecha, no existe otro estudio en el mundo que la haya reproducido, puntualiza Ceballos.
“Este trabajo representa quizás la migración más agresiva que se ha reportado hasta ahora en artículos científicos. Somos los primeros en lograrlo", argumenta Ceballos.
Este resultado permite modelar mejor el proceso de metástasis, lo que podría contribuir al desarrollo de tratamientos más efectivos para frenar la propagación del cáncer, considera el investigador.
Además de los filamentos cilíndricos, Ceballos y su equipo exploraron nuevas aplicaciones de la impresión caótica, desarrollando estructuras esféricas capaces de albergar diferentes tipos de células, como fibroblastos y células cancerígenas.
Los fibroblastos, células presentes en los tejidos conectivos, juegan un papel crucial en el cáncer, ya que son reclutados por las células malignas para colaborar en su crecimiento y facilitar su migración y proliferación.
Al comparar células cancerosas aisladas con aquellas dentro de las esferas junto a fibroblastos, observaron una diferente respuesta a los tratamientos anticancerígenos.
Esto confirma la importancia de estudiar el cáncer en entornos que reflejen mejor la interacción celular real dentro del cuerpo, asevera Ceballos.
Futuras aplicaciones: una medicina más personalizada
En los procesos convencionales de desarrollo de fármacos, las pruebas suelen realizarse únicamente en un modelo de células aisladas, omitiendo la influencia de otras células que podrían potenciar o inhibir el efecto del medicamento, recordó.
El investigador señala que incluir más tipos de células en modelos tridimensionales permite obtener resultados más representativos y predecir con mayor precisión la respuesta de un paciente a un tratamiento.
"En lugar de hacer ensayos simplificados con un solo tipo de célula, si utilizamos estructuras tridimensionales con células relevantes para un tejido en particular, podremos predecir la eficacia de un tratamiento de manera más precisa", especifica.
Las estadísticas muestran que muchos pacientes con cáncer sufren los efectos adversos de múltiples fármacos antes de encontrar un tratamiento adecuado.
La incorporación de modelos tridimensionales en la investigación oncológica podría acelerar la identificación de terapias personalizadas, reduciendo el impacto de tratamientos ineficaces.
"Lo que se busca hoy en día con los modelos 3D es encontrar el tratamiento adecuado para cada paciente", menciona.
Ceballos actualmente se encuentra en la Universidad de Cambridge colaborando con destacados investigadores especializados en ingeniería de tejidos, además de continuar apoyando la labor del Álvarez-Trujillo Lab.
Además, es coautor de 2 patentes que están en proceso ante la Oficina de Patentes de Estados Unidos, derivadas de los hallazgos obtenidos en su tesis doctoral.
Sobre la AMC y el Premio Weizmann
La Academia Mexicana de Ciencias (AMC) es una asociación civil independiente y sin fines de lucro que reúne a científicas y científicos destacados de diversas instituciones dentro y fuera de México. Su misión es fomentar la investigación científica en el país.
Dicha organización, junto con la Asociación Mexicana de Amigos del Instituto Weizmann de Ciencias, otorga premios a las mejores tesis doctorales en ingeniería y tecnología realizadas en México.
Este reconocimiento se entrega a investigadores menores de 35 años en el caso de los hombres y menores de 38 años en el caso de las mujeres.
“Es el premio más importante que un estudiante de doctorado puede recibir en México. Tienes que escribir un ensayo con los aportes de tu tesis al conocimiento", describe Ceballos.
“Es la parte más difícil: tienes que convencer a los mejores científicos de México de que tu trabajo realmente valió la pena”, culmina el EXATEC reconocido.
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